CN102980679A - 一种声表面波传感器测量gis设备内部温度的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种声表面波传感器测量GIS设备内部温度的装置及方法，所述装置由声表面波传感器、信号读写器与无线中继以及后台监控系统组成，其特征在于，所述声表面波传感器安装于GIS设备母线上，用于采集发热点的温度变化；信号读写器与无线中继用来收集声表面波传感器的温度信号，并通过有线方式发送至后台监控系统；后台监控系统对传感器采集的温度进行数字化分析处理。本发明提供的一种利用声表面波温度传感器测量GIS设备内部温度的装置及方法，可用于各种电压等级GIS设备在线监测内部母线、连接头，为GIS设备安全运行提供监控手段；且具有设备简单、易于操作、精确度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量气体绝缘组合电器设备（GIS）内部母线、连接头温度的装置及方法，具体为一种声表面波传感器测量高压SF6气体密封罐体内母线或接头温升的装置及方法，属于高压电气成套设备测量与保护技术领域。
背景技术
GIS设备母线及连接头在运行中的温度变化情况在线监测，是保障该类高压电气设备安全运行的进一步措施，同时还需在线监测不能对设备正常运行造成影响，由于GIS设备的母线及接头等发热体处在高电压、充满0.4MPa左右 的SF6气体密封罐体内，需采用特殊的量测方法及装置才能完成，当前国内外典型的用于电力设备温度测量的方式主要有两种：非接触式测温方式和接触式测温方式。非接触式测温方式主要有红外测温、无线测温以及无线无源测温，接触式测温主要有热电偶测温以及光纤测温。
GIS设备又名SF6全封闭组合电器，它是由断路器、母线、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、套管等其中电器元件密封于封闭罐体内组合而成，罐体内充满0.4Mpa左右压力的 SF6气体作为绝缘介质，其绝缘性能、灭弧性能都比空气好得多，开关、母线及连接头也是置于充满0.4MPa左右压力的SF6气体内，这对测量母线及连接头的温度也造成了一定的困难。
当前，对于GIS设备母线及连接头温度测量还处于摸索阶段，中国实用新型专利《抗干扰红外测温装置》（申请号：201120062012.9 申请日：2011-03-10）提出了一种利用红外温度传感器测量GIS设备内部温度的方法，该方法需要对GIS设备进行试验，得出不同目标尺寸、SF6气体浓度、目标表面发射率等因素对红外辐射的影响，并通过软件修正，得出准确温度值。该方法复杂不利推广应用。
有鉴于此，本发明提供一种声表面波传感器测量GIS设备内部温度的装置及方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术所述不足，提供一种利用声表面波温度传感器测量GIS设备内部温度的装置及方法，可用于各种电压等级GIS设备在线监测内部母线、连接头，为GIS设备安全运行提供监控手段。
本发明的技术方案是：一种声表面波传感器测量GIS设备内部温度的装置，由声表面波传感器、信号读写器与无线中继以及后台监控系统组成，其特征在于，所述声表面波传感器安装于GIS设备母线上，用于采集发热点的温度变化；信号读写器与无线中继用来收集声表面波传感器的温度信号，并通过有线方式发送至后台监控系统；后台监控系统对传感器采集的温度进行数字化分析处理。
如上所述的声表面波传感器测量GIS设备内部温度的装置，其特征在于，进一步包括信号线和温度显示，所述信号读写器与无线中继通过信号线与温度显示相连接，将目标温度显示于液晶屏上。
如上所述的声表面波传感器测量GIS设备内部温度的装置，其特征在于，所述信号读写器与无线中继安装于GIS设备外壳内。
本发明还提供一种声表面波传感器测量GIS设备内部温度的方法，其特征在于，采用如上所述的声表面波传感器测量GIS设备内部温度的装置，所述方法包括如下步骤：
由安装于GIS设备外壳内的信号读写器与无线中继向安装于GIS设备母线上的声表面波传感器发送无线信号；
通过声表面波传感器谐振器的频率与温度的线性关系，将载有母线温度信号的频率信号通过无线传输方式返回至信号读写器与无线中继；
信号读写器与无线中继通过有线方式将温度信号传输至后台监控系统。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种利用声表面波温度传感器测量GIS设备内部温度的装置及方法，可用于各种电压等级GIS设备在线监测内部母线、连接头，为GIS设备安全运行提供监控手段；且具有设备简单、易于操作、精确度高的优点。
附图说明
图1是本发明实施例的声表面波传感器测量GIS设备内部温度的装置的原理示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。
附图中的标记说明： 1—GIS设备母线、2—声表面波传感器、3—信号读写器与无线中继、4—信号线、5—密封法兰、6—环氧浇注、7—玻璃窗口、8—温度显示、9—GIS设备外壳、10—后台监控系统。
本发明的技术依据是：当声表面波传感器压电晶体基片上的换能器通过逆压电效应将输入的无线信号转变成声信号后，被左右两个周期性栅条反射形成谐振。该谐振器的谐振频率与基片的温度有关，而且谐振频率的改变随温度的改变在一定温度范围内呈非常线性的关系。当同一个换能器通过压电效应将声信号转变成无线应答信号输出后，可以通过测量频率变化得到温度值，声表面波测温器件为纯无源器件。
如附图1所示，本发明实施例的声表面波传感器测量GIS设备内部温度的装置，由安装在GIS母线上的声表面波传感器2、信号读写器与无线中继3、信号线4、密封法兰5、环氧浇注6、玻璃窗口7、温度显示8、后台监控系统10组成。在图1中，信号读写器与无线中继3向声表面波传感器2发送无线信号，声表面波传感器2中的谐振器将天线辐射出的激励信号接收后，经逆压电效应转换为同频声表面波，声表面波在声表面波传感器2的基片上传播过程中受到目标温度的调制，被调制的声表面波再经压电效应转换为电信号，该电信号通过天线辐射回信号读写器与无线中继3。信号读写器与无线中继3通过信号线4与温度显示8相连接，将目标温度显示于液晶屏上。同时，信号读写器与无线中继3通过信号线4将温度信号传输至后台监控系统10，实现对温度信号的分析处理。
采用本发明的声表面波传感器测量GIS设备内部温度装置，进行GIS设备内部温度测量的方法包括如下步骤：
由安装于GIS设备外壳内的信号读写器与无线中继向安装于GIS设备母线上的声表面波传感器发送无线信号；
通过声表面波传感器谐振器的频率与温度的线性关系，将载有母线温度信号的频率信号通过无线传输方式返回至信号读写器与无线中继；
信号读写器与无线中继通过有线方式将温度信号传输至后台监控系统。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (4)
1.一种声表面波传感器测量GIS设备内部温度的装置，由声表面波传感器、信号读写器与无线中继以及后台监控系统组成，其特征在于，所述声表面波传感器安装于GIS设备母线上，用于采集发热点的温度变化；信号读写器与无线中继用来收集声表面波传感器的温度信号，并通过有线方式发送至后台监控系统；后台监控系统对传感器采集的温度进行数字化分析处理。
2.根据权利要求1所述的声表面波传感器测量GIS设备内部温度的装置，其特征在于，进一步包括信号线和温度显示，所述信号读写器与无线中继通过信号线与温度显示相连接，将目标温度显示于液晶屏上。
3.根据权利要求1所述的声表面波传感器测量GIS设备内部温度的装置，其特征在于，所述信号读写器与无线中继安装于GIS设备外壳内。
4.一种声表面波传感器测量GIS设备内部温度的方法，其特征在于，采用如上所述的声表面波传感器测量GIS设备内部温度的装置，所述方法包括如下步骤：
由安装于GIS设备外壳内的信号读写器与无线中继向安装于GIS设备母线上的声表面波传感器发送无线信号；
通过声表面波传感器谐振器的频率与温度的线性关系，将载有母线温度信号的频率信号通过无线传输方式返回至信号读写器与无线中继；
信号读写器与无线中继通过有线方式将温度信号传输至后台监控系统。
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